Refrigeração PPT

8/17/2019 Refrigeração PPT

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SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO

Classificação da Refrigeração


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As aplicações da refrigeração podem serclassificadas dentro das seguintes

categorias: doméstica, comercial,industrial, para transporte e paracondicionamento de ar.


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A refrigeração doméstica abrange

principalmente a fabricação derefrigeradores de uso doméstico e defreezers.

A capacidade dos refrigeradoresdomésticos varia muito, comtemperaturas na faixa de -8° a -!8°

"no compartimento de congelados# e$%° a $&° "no compartimento dosprodutos resfriados#.


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A refrigeração comercial abrange osrefrigeradores especiais ou de grandeporte usados em restaurantes,

sorveterias, bares, açougues,laborat'rios, etc. As temperaturas decongelamento e estocagem situam-se,geralmente, entre -(° a -)*°.


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omo regra geral, os equipamentos

industriais são maiores +ue os comerciais"em tamano# e tm como caractersticamarcante o fato de re+uererem um operadorde serviço.

/ão aplicações tpicas industriais as f0bricasde gelo, grandes instalações deempacotamento de gneros alimentcios"carnes, peixes, aves#, cerve1arias, f0bricas

de laticnios, de processamento de bebidasconcentradas e outras.


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Sistema de Compressão

Mecânica de Vapor (CMV)


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2ode-se entender a l'gica defuncionamento dos principais sistemasde refrigeração atuais estudando ofuncionamento de um refrigeradordoméstico comum, também conecidocomo:

sistema de compressão

mecânica de vapor


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3le funciona a partir da aplicaçãodos conceitos de calor etrabalho, utilizando-se de um

fluido refrigerante.


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4 fluido refrigerante, como ditoanteriormente, é uma subst5ncia +ue,circulando dentro de um circuito fecado,é capaz de retirar calor de um meioen+uanto se vapori6a a baixa pressão.


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3ste fluido entra no evaporador abaixa pressão, na forma de misturade l+uido mais vapor, e retiraenergia do meio internorefrigerado "energia dos alimentos#en+uanto passa para o estado devapor.


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4 vapor entra no compressor onde écomprimido e bombeado, tornando-se vapor superaquecido edeslocando-se para o condensador,+ue tem a função de liberar a energiaretirada dos alimentos e a resultantedo trabalo de compressão para o

meio exterior.


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4 fluido, ao liberar energia, passa doestado de vapor superaquecido paralíquido "condensação# e finalmenteentra no dispositivo de expansão,

onde tem sua pressão redu6ida, paranovamente ingressar no evaporador erepetir-se assim o ciclo.

3sse processo é ilustrado através dafigura a seguir.


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C!"#$%%# : sua principal função é succionaro fluido refrigerante a baixa pressão da lina desucção e comprimi-lo em direção ao condensadora alta pressão e alta temperatura na fase gasosa"vapor super aquecido#.


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&apor superaquecido é +uando ovapor est0 a uma temperaturamaior do +ue a temperatura desaturação, +ue é a temperatura na+ual se d0 a vapori6ação de umasubst5ncia pura a uma dadapressão.


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C'($'%)(# : através docondensador e suas aletas, o fluidorefrigerante proveniente docompressor a alta temperatura, efetuaa troca térmica com o ambiente

externo, liberando o calor absorvido noevaporador e no processo decompressão.7esta fase, ocorre uma transformaçãode vapor supera+uecido para líquidosub resfriado a alta pressão.


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*íquido sub resfriado é +uando a temperaturado l+uido é menor do +ue a temperatura desaturação para a pressão existente./e a pressão for maior do +ue a pressão desaturação para a temperatura dada, o l+uido écamado de líquido comprimido.


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+*# %$C)(# :

3xerce duas funções importantes: ) primeira é reter partculas s'lidas +ue emcirculação no circuito, podem ocasionar obstrução ou

danos partesmec5nicas do compressor. ) segunda é absorver totalmente a umidade residualdo circuito +ue porventura não tena sido removidapelo processo de v0cuo, evitando danos ao sistema

como: formação de 0cidos, corrosão, aumento daspressões e obstrução do tubo capilar porcongelamento da umidade.


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/ C)"*)# : é um tubo de cobrecom di5metro redu6ido +ue tem comofunção receber o fluido refrigerante docondensador e promover a perda decarga do fluido refrigerante separandoos lados de alta e de baixa pressão.


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Sistema de Refrigeração porAsorção


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4 ciclo frigorfico por absorção de9am0nia1 difere do ciclo porcompressão de vapor na maneira pela

+ual a compressão é efetuada.


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'o ciclo de absor2ão, o vaporde am0nia a baixa pressão é

absorvido pela 3gua e asolu2ão líquida é bombeada auma pressão superior por uma

bomba de líquido.


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A figura abaixo, mostra um arran1o es+uem0tico doselementos essenciais deste ciclo.


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4 vapor de amnia a baixa pressão, +ue deixao evaporador, entra no absorvedor onde é

absorvido pela solução fraca de amnia.3sse processo ocorre a uma temperaturalevemente acima da+uela do meio e deve ser

transferido calor ao meio durante esseprocesso.

A solução forte de amnia é então bombeadaatravés de um trocador de calor ao gerador

"onde são mantidas uma alta pressão e umaalta temperatura#.


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/ob essas condições, o vapor de amnia sesepara da solução em conse+;ncia datransferncia de calor da fonte de altatemperatura.4 vapor de amnia vai para o condensador, onde

é condensado, como no sistema de compressãode vapor, e então se dirige para a v0lvula deexpansão e para o evaporador.

A solução fraca de amnia retorna ao absorvedor

através do trocador de calor.


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C!M"!#$#%$S

&$ 'M SS%$MA&$

R$R*$RA+,!


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COMPRESSORES

Fi lid d A li


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Finalidade e AplicaçesOs compressores são da família das máquinasoperatrizes de fluxo compressível, assim como os

ventiladores.São utilizados para proporcionar a elevação da pressãode um gás ou escoamento gasoso. Nos processos industriais, a elevação de pressãorequerida pode variar desde cerca de 1 atm atcentenas de ou mil!ares de atmosferas."n#meras são as aplicaç$es dos compressores,.%lgumas delas seriam as seguintes& serviços de 'ateamento, limpeza, soprador de ar de forno (emrefinarias), sistemas de refrigeração, etc.

* i ã i í i ti l


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*ois são os princípios conceptivos no qual sefundamentam todas as espcies de compressores deuso industrial& volumtrico (ou de deslocamento

positivo) e din+mico.

C " l $% i


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Co!pressores "ol#!$%ricos Nos compressores volumtricos ou de deslocamento positivo,a elevação de pressão conseguida atravs da redução do

volume ocupado pelo gás. Na operação dessas máquinas podem ser identificadas diversasfases, que constituem o ciclo de funcionamento& inicialmente,uma certa quantidade de gás admitida no interior de umac+mara de compressão, que então comprimida e sofreredução de volume.inalmente, a c+mara a-erta e o gás li-erado para consumo.rata/se de um processo intermitente, no qual a compressão efetuada em sistema fec!ado, isto , sem qualquer contato com

a sucção e a descarga.

& Co!pressores al%erna%i(os


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& ' Co!pressores al%erna%i(os0sse tipo de máquina se utiliza de um sistema -iela/manivela

para converter o movimento rotativo de um eixo no

movimento translacional de um pistão ou m-olo.O funcionamento de um compressor alternativo estárelacionado ao comportamento das válvulas. 0las possuem umelemento m2vel, denominado o-turador, que compara as

press$es internas e externa ao cilindro. O o-turador da válvula

de sucção se a-re para dentrodo cilindro quando a pressão natu-ulação de sucção supera a pressãointerna do cilindro, e se mantm

fec!ado em caso contrário. O inversoocorre quando a pressão internasupera a pressão na tu-ulação dedescarga..

Na etapa de admissão !á uma tendncia de depressão


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Na etapa de admissão !á uma tendncia de depressãono interior do cilindro que propicia a a-ertura daválvula de sucção.

O gás então então aspirado. %o inverter/se osentido de movimentação do pistão, a válvula desucção se fec!a e o gás comprimido at que a pressão interna do cilindro se'a suficiente para

promover a a-ertura da válvula de descarga. "ssocaracteriza a etapa de compressão.3uando a válvula de descarga se a-re, amovimentação do pistão faz com que o gás se'aexpulso do interior do cilindro.

0ssa situação corresponde 4 etapa de descarga e


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0ssa situação corresponde 4 etapa de descarga edura at que o pistão encerre o seu movimento nosentido do ca-eçote.

Nesse momento, a válvula de descarga se fec!a,mas a de admissão s2 se a-rirá quando a pressãointerna cair o suficiente para permitir a novaa-ertura da válvula.

0ssa etapa, em que as válvulas estão -loqueadas e o pistão se movimenta em sentido inverso ao doca-eçote, se denomina etapa de expansão, e precedea etapa de admissão de um novo ciclo.

5odemos concluir que o compressor alternativo


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5odemos concluir que o compressor alternativoaspira e descarrega o gás respectivamente nas press$es instantaneamente reinantes na tu-ulação de

sucção e na tu-ulação de descarga.

)' Co!pressores ro%a%i(os


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)' Co!pressores ro%a%i(osa) Compressores de palhetas: possui um rotor ou tam-or central que gira

excentricamente em relação 4 carcaça. 0sse tam-or possui rasgos radiais que se prolongam por todo o seucomprimento e nos quais são inseridas pal!etasretangulares, conforme figura.

3uando o tam-or gira as pal!etas deslocam/se


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3uando o tam-or gira, as pal!etas deslocam/seradialmente so- a ação da força centrífuga e semantm em contato com a carcaça.

O gás penetra pela a-ertura de sucção e ocupa osespaços definidos entre as pal!etas.*evido a excentricidade do rotor as posiç$es dasa-erturas de sucção e descarga, os espaços

constituídos entre as pal!etas vão se reduzindo demodo a provocar a compressão progressiva do gás .

% variação do volume contido entre duas pal!etas


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% variação do volume contido entre duas pal!etasvizin!as, desde o fim da admissão at o início dadescarga, define uma relação de compressão interna

fixa para a máquina. %ssim, a 6 pressão do gás nomomento em que a-erta a comunicação com adescarga poderá ser diferente da pressão reinantenessa região. O equilí-rio , no entanto, quase

instantaneamente atingido e o gás descarregado.

b) C d f t ti d


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b) Compressores de parafusos& este tipo decompressor contm dois rotores em forma de parafusos que giram em sentido contrário, mantendoentre si uma condição de engrenamento.

% conexão do compressor com o sistema se faz atravs


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% conexão do compressor com o sistema se faz atravsdas a-erturas de sucção e descarga, diametralmenteopostas. O gás penetra pela a-ertura de sucção e ocupa

os intervalos entre os filetes dos rotores.% partir do momento em que !á engrenamento de umdeterminado filete, o gás nele contido fica encerradoentre o rotor e as paredes da carcaça.

% rotação faz então com que o ponto de engrenamentová se deslocando para frente, reduzindo o espaçodisponível para o gás provocando a sua compressão.inalmente, alcançada a a-ertura de descarga e o gás

li-erado.

c) Compressores de lóbulos& esse compressor possui


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c) Compressores de lóbulos& esse compressor possuidois rotores que giram em sentido contrário,mantendo uma folga muito pequena no ponto de

tangncia entre si e com relação 4 carcaça.

O gás penetra pela a-ertura de sucção e ocupa a c+mara de


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g p p ç pcompressão, sendo conduzido at a a-ertura de descarga pelosrotores.

O compressor de l2-ulos, em-ora sendo classificado comovolumtrico, não possui compressão interna.Os rotores apenas deslocam o gás de uma região de -aixa

pressão para uma região de alta pressão.0ssa máquina, con!ecida originalmente como soprador

78oots7, um exemplo típico do que se pode caracterizarcomo um soprador, uma vez que oferecida para elevaç$esmuito pequenas de pressão.8aramente empregado com fins industriais, , no entanto, um

equipamento de -aixo custo e que pode suportar longa duraçãode funcionamento sem cuidados de manutenção.

Co!pressores din*!icos


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pOs compressores din+micos ou tur-ocompressores possuemdois 2rgãos principais& impelidor e difusor.

O impelidor um 2rgão rotativo munido de pás que transfereao gás a energia rece-ida de um acionador. 0ssa transfernciade energia se faz em parte na forma cintica e em outra partena forma de entalpia.5osteriormente, o escoamento esta-elecido no impelidor

rece-ido por um 2rgão fixo denominado difusor, cu'a função promover a transformação da energia cintica do gás ementalpia, com o consequente gan!o de pressão. Oscompressores din+micos efetuam o processo de compressão de

maneira contínua, e portanto, correspondem exatamente ao quese denomina, em termodin+mica, um volume de controle.


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CO+DE+SADORES

Condensadores são os elementos do sistema de


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Condensadores são os elementos do sistema derefrigeração que tm a função de transformar o gásquente, que descarregado do compressor a alta pressão, em líquido.5ara isso, re'eita o calor contido no fluidorefrigerante para alguma fonte de resfriamento.

PROCESSO DE CO+DE+SAÇÃO


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PROCESSO DE CO+DE+SAÇÃO%o ser admitido no condensador, o fluido refrigeranteestá no mesmo estado que na descarga do compressor,ou se'a, gás quente a alta pressão. 9omo em umsistema de refrigeração o o-'etivo evaporar orefrigerante (para resfriar retirar calor de um am-ientee:ou produto), o refrigerante no estado gasoso deve sercondensado antes de retomar ao evaporador.O processo de condensação do fluido refrigerante sedá ao longo de um trocador de calor, denominado

condensador, em trs fases distintas que são&*essuperaquecimento, 9ondensação e Su-/8esfriamento.

Condensadores Resfriados a Ar


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Condensadores Resfriados a Ar5ara a seleção de condensadores resfriados a ar devemser levados em consideração diversos fatores, taiscomo& consumo de energia, instalação,disponi-ilidade, nível de ruído, etc.


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Condensadores Resfriados a,g#a

Condensador duplo tubo


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Condensador duplo tubo0stes condensadores são formados por dois tu-osconcntricos, geralmente 1 ;< para o tu-o interno e=< para o externo. O tu-o por onde circula a água montado dentro do tu-o de maior di+metro.

O tu-o por onde circula a água montado dentro do


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p gtu-o de maior di+metro. O fluído frigorífico, por suavez, circula em contracorrente no espaço anularformado pelos dois tu-os, sendo resfriado ao mesmotempo pela água e pelo ar que está em contato com asuperfície externa do tu-o de maior di+metro.

Condensador Carcaça e Serpentina


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pOs 9ondensadores 9arcaça e Serpentina (S!ell and 9oil) sãoconstituídos por um ou mais tu-os, enrolados em forma de

serpentina, que são montados dentro de uma carcaça fec!ada.% água de resfriamento flui por dentro dos tu-os, enquanto orefrigerante a ser condensado escoa pela carcaça.

Condensador Carcaça e %uo


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4s condensadores arcaça e


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escoa dentro da carcaça, em volta dos tu-os.Os tu-os são de co-re e os espel!os de aço para !idrocar-onetos

!alogenados e, para am>nia, tanto os tu-os como os espel!os devemser aço. São de fácil limpeza (por varetamento) e manutenção.São fa-ricados para uma vasta gama de capacidades, sendoamplamente utilizados em pequenos e grandes sistemas derefrigeração.

Condensador de PlacaSão geralmente constit ídos de placas de aço ino o


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São geralmente constituídos de placas de aço inox oude outro material, de pequena espessura (?,6 a ?,@

mm). %s placas são montadas paralelamente umas asoutras, com um pequeno afastamento (1,A a B,? mm).

% água de resfriamento e o fluído frigorífico circulam entreespaços alternados formados pelas placas 0stes trocadores de


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espaços alternados, formados pelas placas. 0stes trocadores decalor começam a ser utilizados cada vez mais, devido ao seuelevado coeficiente glo-al de transferncia de calor (=A?? a6A?? C:m=.D9), porm seu uso ainda restrito na refrigeraçãoindustrial.

Condensadores E(apora%i(osOs condensadores evaporativos são formados por


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Os condensadores evaporativos são formados poruma espcie de torre de resfriamento de tiragem

mec+nica, no interior da qual instalada uma srie detu-os, por onde escoa o fluído frigorífico figura aolado.

7o topo destes condensadores são instalados bicosin1etores +ue pulveri6am 0gua sobre a tubulação de


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in1etores +ue pulveri6am 0gua sobre a tubulação derefrigerante. A 0gua escoa, em contracorrente com o ar, em direção abacia do condensador. 4 contato da 0gua com atubulação por onde escoa o refrigerante provoca a suacondensação. Ao mesmo tempo uma parcela da 0gua evapora e, num

mecanismo combinado de transferncia de calor emassa entre a 0gua e o ar, esta =ltima é tambémresfriada. A 0gua +ue cega bacia do condensador érecirculada por uma bomba, e a +uantidade de 0gua é

mantida através de um controle de nvel "v0lvula deb'ia#, acoplado a uma tubulação de reposição.


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E"APORADORES

E"APORADORESO evaporador um dos componentes principais de um


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O evaporador um dos componentes principais de umsistema de refrigeração, e tem a finalidade de extrair

calor do meio a ser resfriado, isto , extrair calor do ar,água ou outras su-st+ncias.E a parte do sistema de refrigeração onde o fluidorefrigerante sofre uma mudança de estado, saindo da

fase líquida para a fase gasosa.E c!amado, 4s vezes, de serpentina de resfriamento,resfriador da unidade, serpentina de congelamento,congelador, etc.

0m-ora o evaporador se'a 4s vezes um dispositivomuito simples ele realmente a parte mais


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muito simples, ele realmente a parte maisimportante do sistema.

3ualquer sistema de refrigeração pro'etado,instalado e operado com o #nico fim de retirar calorde alguma su-st+ncia.9omo esse calor tem que ser a-sorvido pelo

evaporador, a eficincia do sistemadepende do pro'eto e da operação adequada domesmo.

% eficincia do evaporador em um sistema derefrigeração depende de trs principais requisitos que


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refrigeração depende de trs principais requisitos, quedevem ser considerados no pro'eto e seleção do

mesmo&1. er uma superfície suficiente para a-sorver a cargade calor necessária, sem uma diferença excessiva detemperatura entre o refrigerante e a su-st+ncia a

resfriar.=. *eve apresentar espaço suficiente para orefrigerante líquido e tam-mespaço adequado para que o vapor do refrigerante se

separe do líquido.B. er espaço suficiente para a circulação dorefrigerante sem queda de pressãoexcessiva entre a entrada e a saída.

O PROCESSO DE E"APORAÇÃO%p2s passar pela válvula de expansão (ou tu-o


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%p2s passar pela válvula de expansão (ou tu-ocapilar), o fluido refrigerante admitido no

evaporador na forma líquida.9omo a pressão no evaporador -aixa, o fluidorefrigerante se evapora com uma temperatura -aixa. No lado externo do evaporador !á um fluxo de fluido

a ser refrigerado (água, solução de etileno/glicol, ar,etc.), ver figura a seguir.9omo a temperatura desse fluido maior que a dorefrigerante, este se evapora.

%p2s todo o refrigerante se evaporar, ele sofrerá umacrscimo de temperatura denominadosuperaquecimento.


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E(aporadores Secos -o# de E.pansão Dire%a/ Nestes evaporadores o refrigerante entra no


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p gevaporador, de forma intermitente, atravs de uma

válvula de expansão, geralmente do tipo termostática,sendo completamente vaporizado e superaquecido aogan!ar calor em seu escoamento pelo interior dostu-os.

%ssim, em uma parte do evaporador existe fluídofrigorífico saturado (líquido F vapor) e na outra partefluído superaquecido.


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0stes evaporadores são -astante utilizados com fluídosfrigoríficos !alogenados, especialmente em instalaç$es


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g g , p çde capacidades não muito elevadas.

% principal desvantagem deste tipo de evaporador estárelacionada com o seu, relativamente -aixo,coeficiente glo-al de transferncia de calor, resultanteda dificuldade de se manter a superfície dos tu-os

mol!adas com refrigerante e da superfície necessária para promover o superaquecimento.

E(aporadores para o resfria!en%o de ar0m um evaporador para resfriamento de ar, o fluído


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p p ,frigorífico ao vaporizar no interior de tu-os, aletados

ou não, resfria diretamente o ar que escoa pelasuperfície externa do trocador de calor.O ar frio então utilizado para resfriar os produtoscontidos em um c+mara, -alcão frigorífico, sala

climatizada, etc.3uanto 4 circulação do ar, estes evaporadores podemainda ser classificados em evaporadores comcirculação natural e evaporadores com circulação

forçada.

Evaporadores com circulação natural do ar(convecção natural)


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Os evaporadores com circulação natural do ar podem

ser constituídos tanto de tu-os lisos quanto de tu-osaletados, tendo sido -astante utilizados em situaç$esonde se dese'ava -aixa velocidade do ar e elevadaumidade relativa no am-iente refrigerado.

9om a evolução dos sistemas de controle e dedistri-uição do ar nas c+maras frigoríficas, estesevaporadores são atualmente pouco empregados.

3stes evaporadores devem ser colocados naparte superior da c5mara, 1unto ao teto, e devem


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ser instaladas bande1as para a coleta de

condensado sob os mesmos, evitando ogote1amento de 0gua sobre os produtos.>uando, por +uestões de espaço, não forpossvel a instalação somente no teto, podem

também ser utili6adas as paredes, desde +ue osevaporadores se1am montados de forma afacilitar as correntes de convecção natural do arno interior da c5mara.

$-aporadores com circulação forçada do ar 4 evaporador com circulação forçada


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"frigodifusor#, é atualmente o tipo de evaporador

mais utili6ado em c5maras frigorficas, salas deprocessamento e t=neis de congelamento, sendoconstitudos, basicamente, por uma serpentinaaletada e ventiladores, montados em um

gabinete compacto.?m dos artifcios utili6ados para melorar ocoeficiente de transmissão de calor de umevaporador seria o de molar a sua superfcie

externa, pela aspersão de um l+uido na forma despra@ ou cuva, dando origem aos camados9evaporadores de superfcie =mida.


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E(aporadores para o resfria!en%o de l01#idosRefrigeração Indire%a


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0m um evaporador para líquido, este resfriado at

uma determinada temperatura e então -om-eado paraequipamentos remotos, tais como serpentinas dec+maras frigoríficas, de fan/coils, etc., onde seráutilizado para o resfriamento de uma outra su-st+ncia

ou meio.Os principais tipos de evaporadores para líquidos são&Carcaça e tubo (shell and tube), Carcaça e serpentina(shell and coil), Cascata ou Baudelot , Evaporadores

de placas e Evaporadores de contato. % seguir descrito cada um deles.

Carcaça e tubo (Shell and tube)0ste tipo de evaporador um dos mais utilizados nai d# i d f i f i d


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ind#stria de refrigeração para o resfriamento de

líquidos.São fa-ricados em uma vasta gama de capacidades, podendo ser do tipo inundado, com alimentação porgravidade, onde o refrigerante evapora por fora dos

tu-os e o líquido a resfriar escoa por dentro dos tu-os,ou de expansão direta ou de recirculação por -om-a,onde o refrigerante escoa por dentro dos tu-os e olíquido a resfriar na parte de fora dos tu-os.


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São fa-ricados em c!apas calandradas com ca-eçotesfundidos, espel!os de aço e tu-os de co-re ou aço,

l t ã


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com aletas ou não.

5odem conter vários passes (ou passagens) de modo amanter a velocidade do líquido no interior dos tu-osdentro de limites aceitáveis, evitando/se perdas decarga excessivas.

5odem conter ainda c!icanas (ou -affles) no espaçoentre os tu-os e a carcaça, que a'udam a posicionar ostu-os e direcionam o escoamento, para que o líquidoescoe perpendicularmente aos tu-os.

Evaporadores de Placas*a mesma forma que no caso dos condensadores, esteti d d tá d tili d d i


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tipo de evaporador está sendo utilizado cada vez mais,

devido ao seu elevado coeficiente de transmissão decalor.5ode ser usado com alimentação por gravidade,recirculação por -om-a, o por expansão direta

(válvulas termostáticas).0stes evaporadores são construídos a partir de l+minas planas de metal interligadas por curvas de tu-osoldadas a placas contíguas.

5ode ser feita tam-m de placas re-aixadas ou ran!uras e soldadas entre si, demodo que as ran!uras formem uma tra'et2riadeterminada ao fluxo do refrigerante .


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Evaporadores de contatoOs evaporadores de contato formam um caso particular dosevaporadores de placas, sendo muito utilizados para o


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evaporadores de placas, sendo muito utilizados para ocongelamento de produtos s2lidos, pastosos ou líquidos.

%tualmente são construídos em c!apas de alumínio (ligaespecial), porm no passado foram utilizados principalmenteo co-re e o aço. % sua alimentação pode ser por gravidade,recirculação por -om-a ou expansão direta.

São mais comumente utilizadas como serpentinas de prateleiras em congeladores. O refrigerante circula atravs doscanais e o produto a congelar colocado entre as placas.


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SISTEMAS DEE2PA+SÃO DIRETO E

I+DIRETO

Gm sistema de serpentina de expansão direta é ummétodo direto de refrieração em !ue o evaporadorest" em contato direto com o material ou espaço a


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est" em contato direto com o material ou espaço a

refrierar ou se localiza em passagens de circulaçãode ar que se comunicam com esse espaço.O evaporador de um sistema direto pode incluirqualquer tipo de trocador de calor, como serpentinas

de tu-os, resfriadores tu-ulares, serpentinas aletadasou qualquer dispositivo no qual um refrigerante primário, como am>nia, reon ou di2xido de car-ono,se'a circulado e evaporado com a finalidade de resfriar

qualquer material em contato direto com a superfícieoposta do trocador de calor.

%o contrário desse sistema, está o sistema indireto: orefrierante é evaporado na serpentina do evaporador#!ue est" imerso em um tan!ue de salmoura %


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!ue est" imerso em um tan!ue de salmoura$ %

salmoura# um refrierante secund"rio# é entãocirculada para as serpentinas das c&maras frior'ficas para resfri" las# em luar da serpentina !ue contém orefrierante prim"rio$

% distinção entre um sistema de expansão direto e outrosistema qualquer não está no taman!o ou formato doequipamento de transferncia de calor , mas no processode transferncia empregado& ou pelo processo de calor

latente, atravs da evaporação do refrigerante primário,ou pelo processo do calor sensível, com um refrigerantesecundário (figura a seguir).


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DISPOSITI"OS DE E2PA+SÃO EACESS3RIOS

*evido a sua alta eficincia e sua pronta adaptação aqualquer tipo de aplicação, as (4l(#las de e.pansão%er!os%4%icas -"ET/ são os dispositivos de expansão


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%er!os%4%icas -"ET/ são os dispositivos de expansão

mais utilizados em sistemas de refrigeração deexpansão direta.São usadas para regular o fluxo do refrigerante a fimde garantir que ele evapore totalmente na serpentina,

para garantir a redução da pressão do sistema e ainda para manter um superaquecimento constante do vaporque deixa a serpentina. 0las podem ser do tipoequalização externa e equalização interna.


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%s válvulas de expansão termostáticas comequalização externa de pressão são utilizadas quando,ao fluir atravs do evaporador, o fluido sofre uma


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p ,

queda de pressão elevada devido ao atrito.*essa forma, sua temperatura de saturação sempremais -aixa na saída do que na entrada.9omo exemplo, considere a válvula com equalização

externa de pressão, ilustrada na figura acima, montadaem um sistema com perda de carga no evaporador deH=I5a.


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% figura acima mostra o esquema de uma válvula de expansãotermostática, conectada a uma serpentina de expansão direta. 0stas

válvulas são constituídas de corpo, mola, diafragma, parafuso dea'uste e -ul-o sensível. O -ul-o, que contm em seu interior fluídofrigorífico saturado, conectado com a parte superior do diafragmaatravs de um tu-o capilar e deve ser posicionado em contato com atu-ulação de saída do evaporador, -em pr2ximo a este. % saída daJ0 conectada com a tu-ulação de entrada do evaporador e, casoeste se'a de m#ltiplos circuitos, deve/se utilizar um distri-uidor delíquido.

3uando o refrigerante passa atravs do orifício daválvula a sua pressão reduzida at a pressão devaporização. O refrigerante líquido escoa atravs do


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p ç g q

distri-uidor e dos tu-os do evaporador, se vaporizandoa medida que rece-e calor.0m uma determinada posição ao longo docomprimento dos tu-os, todo o refrigerante líquido 'á

se vaporizou e, a partir deste ponto, qualquer fluxoadicional de calor provocará um aumento datemperatura do refrigerante (calor sensível).%ssim, quando o refrigerante alcança a saída do

evaporador ele apresenta um pequeno grau desuperaquecimento, com relação 4 temperatura desaturação, para a pressão de vaporização.

Se a carga trmica aumenta, mais refrigerante se vaporiza. "stocausa aumento do superaquecimento do refrigerante, o queestá associado a um aumento de temperatura na região ondeestá instalado o -ul-o da válvula


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está instalado o -ul-o da válvula.

9omo dentro do -ul-o existe refrigerante saturado, esteaumento de temperatura provoca um aumento de pressão nointerior do mesmo e na parte superior do diafragma, o quemove a agul!a o-turadora para -aixo, a-rindo a válvula e

aumentando a vazão de refrigerante. %ssim, mais líquido entrano evaporador de forma a satisfazer a carga trmica.Se ocorrer diminuição da carga trmica, o superaquecimentodo refrigerante na saída do evaporador tende a diminuir, o que

provoca o fec!amento da válvula, diminuição da vazão de

fluído frigorífico e aumento da diferença de pressão entreentrada e saída da válvula.

T#5os CapilaresO tu-o capilar um tu-o simples de co-re, de di+metromuito pequeno, que une a lin!a de alta pressão 4 de -aixa


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pressão. Nos sistemas de pequena capacidade (geladeiras,aparel!os de ar condicionado de 'anela, freezers, etc.) odispositivo de expansão mais utilizado o tu-o capilar, oqual nada mais que um tu-o de pequeno di+metro, com

determinado comprimento, que conecta a saída docondensador com a entrada do evaporador.O di+metro interno de tu-os capilares varia de ?,A a =,?mm, com comprimentos desde 1,A at B,A m e pelo menos

1,= m do comprimento total devem ser soldados na lin!ade aspiração a fim de se o-ter um resfriamento 4s custasdos vapores frios provenientes do evaporador (troca decalor).

O tu-o capilar difere de outros dispositivos de expansão tam-m pelo fato de não o-struir o fluxo de refrigerante para o evaporadorquando o sistema está desligado.3uando o compressor desligado, ocorre equalização entre as


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3uando o compressor desligado, ocorre equalização entre as

press$es dos lados de alta e -aixa atravs do tu-o capilar, e olíquido residual do condensador passa para o evaporador. 0standoeste líquido residual 4 temperatura de condensação, se a suaquantidade for demasiadamente grande provocar/se/á o degelo doevaporador e:ou ciclagem curta do compressor. %lm disso, !á

ainda o risco de que, ao se ligar o compressor, algum líquido passedo evaporador para o compressor.5or estas raz$es, a carga de refrigerante em um sistema que usatu-o capilar crítica, não sendo empregado nen!um tanque coletorentre o condensador e o tu-o capilar. % carga de refrigerante deve

ser a mínima possível para satisfazer os requisitos do evaporador eao mesmo tempo manter uma vedação, com refrigerante líquido, daentrada do tu-o capilar no condensador.


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O#%ros acess6rios

Ac#!#lador de s#cção -701#ido/0m alguns evaporadores a ação do dispositivo de expansãonão suficientemente rápida para acompan!ar as variaç$es decarga


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carga.

%lgum líquido pode escapar do evaporador pela lin!a desucção e provocar danos ao compressor. O acumulador umaespcie de armadil!a destinada a apan!ar este líquido, antesque ele atin'a o compressor. O acumulador de sucção consiste

num recipiente que acumula e evapora o refrigerante líquido.

"isor de l01#idoSão peças com visores para verificar a passagem de líquido ea presença de umidade. São colocados na saída doreservat2rio de líquido ou na entrada do evaporador


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reservat2rio de líquido ou na entrada do evaporador,

permitindo verificar se a carga de refrigeração está completae se existe umidade no sistema.%s seguintes cores são utilizadas para indicar a quantidade deumidade no sistema&

"erde / %usncia de umidadeKA!arelo / 5resença de umidadeKMarro! / 9ontaminação total do sistema.

Separador de .leo A finalidade do separador de 'leo "figura ao lado#é redu6ir a +uantidade de 'leo em circulação no


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sistema e deste modo aumentar a sua eficincia. A +uantidade de 'leo em circulação pode afetar atransferncia de calor do evaporador, criar umafalsa ação de flutuação ou mesmo afetar o

funcionamento da v0lvula de expansão.7estes casos, um separador de 'leo redu6indo acirculação de 'leo dentro do sistema podemelorar a eficincia do evaporador.

7o separador, a mistura de 'leo e fluidorefrigerante +uente vindo do compressor entra eatravessa um tubo perfurado.


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A mistura bate contra a tela onde o 'leogeralmente se separa do vapor. 4 'leo é drenadopela parte inferior da tela para um pe+uenoreservat'rio no separador.

4 vapor passa através da tela e deixa oseparador pela parte superior. >uando o nvel do'leo sobe no reservat'rio, a b'ia do flutuadortambém sobe e o 'leo volta ao compressor

através de um orifcio.

0sses equipamentos são muito eficientes, deixandoapenas uma quantidade mínima de 2leo escoar o longodo ciclo.Sã t d i t l $ d d


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São comumente usados em instalaç$es de grande porte.%s partes principais de um separador de 2leo são&

➢

Tan1#e o# cilindro e.%erno re(es%ido por #!isola!en%o %$r!ico de !aneira a i!pedir acondensação do (apor8➢ Fil%ros 1#e cole%a! o 6leo8➢

"4l(#la de ag#l9a con%rolada por 5oia8➢ 7in9a de re%orno do 6leo ao co!pressor:

Fil%ros secadoresO filtro secador pode ser considerado um dos cincocomponentes -ásicos de um sistema de refrigeração.S i i l f ã t íd d id d


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Sua principal função reter resíduos de umidade eeventuais partículas s2lidas existentes no interior daunidade selada.

Os dessecantes para filtros secadores em sistemas derefrigeração devem ter as seguintes características&Es%a5ilidade !ec*nica L o dessecante deve ser resistente aodesgaste para evitar que os c!oques entre as esferas soltem


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g p q q

partículas (p2), que podem o-struir o tu-o capilar, penetrarentre outras partes m2veis do compressor, provocandodesgastes.Es%a5ilidade ;#0!ica L o dessecante deve ser quimicamenteestável, não pode reagir com o fluido refrigerante, com o 2leolu-rificante do compressor ou com outros materiais do sistemade refrigeração.;#an%idade ade1#ada L o filtro secador deve conter aquantidade adequada de B/ em relação ao volume interno

do corpo do filtro. /e existirem espaços va6ios, o fluxodo fluido refrigerante poder0 causar movimento dasesferas de B/, o +ue aumentar0 o risco da liberação departculas "p' de B/ - Molecular Sieves#.


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"R#C"AS AC$SS/R!S$01%RC!S

&:TERMOSTATOSOs termostatos são interruptores que regulam, deforma automática, o funcionamento do refrigerador,com a finalidade de conservar a temperatura dese'ada


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com a finalidade de conservar a temperatura dese'adano evaporador e na c+mara. "ndicam variaç$es detemperatura e fec!am ou a-rem os contatos eltricos.

$$ Classificação dos *ermostatosOs termostatos podem ser classificados de acordo como elemento de medição de temperatura&

●

*ermostato com bulbo sensor de temperatura+●*ermostato bimet"lico+●*ermostato eletr,nico$

ermostato com bulbo sensor de temperatura4

4 bulbo contém um g0s ou um l+uido +ue +uandoa temperatura no bulbo aumenta 0 também


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a temperatura no bulbo aumenta, 0 tambémaumento de pressão no fluido +ue é transmitidoao fole do termostato.4 movimento do fole proporciona o fecamento

ou abertura dos contatos através do mecanismode alavanca.


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mudanças de temperatura.0sses termostatos são pro'etados para controlar ocalor e o resfriamento nas unidades de ar/condicionado, c+maras frigoríficas, estufas para plantas, -o-inas de ventilador, etc.9omo se v na figura, dois metais, cada um tendo umcoeficiente diferente de dilatação, são soldados 'untos para formar uma l+mina -imetálica. 9om uma l+mina

presa em uma extremidade, forma/se um circuito e osdois pontos de contato são fec!ados pela passagem deuma corrente eltrica.

*evido ao fato de que uma corrente eltrica produzcalor em sua passagem pela l+mina -imetálica, osmetais na l+mina começam a se dilatar, mas emproporç$es diferentes Os metais são dispostos de


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proporç$es diferentes. Os metais são dispostos demodo que o que tem coeficiente de dilatação maiselevado se'a colocado em-aixo da unidade.*epois de um certo intervalo de tempo, a temperaturade operação atingida, e os pontos de contato ficamseparados, desligando desse modo a entrada decorrente.


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Ter!os%a%o ele%r>nico= -asicamente, qualquer que se'a o modelo dotermostato eletr>nico, a temperatura interna doam-iente refrigerado medida por um sensor eltrico


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am-iente refrigerado medida por um sensor eltrico(N9 ou 59), que envia o sinal para um circuitoeletr>nico. 0sse circuito, por sua vez, liga ou desligao compressor.$$-$$ .antaens do *ermostato eletr,nico: ✗ 5roporciona um controle mais preciso datemperatura e garante um mel!or processo demedição, resultando num grau mel!or de conservação

dos alimentos. ✗ 5ermite funcionalidades adicionais como&resfriamento rápido e indicação visual datemperatura, sem grande acrscimo de custo.

5."#$%%%)%

4s pressostatos são interruptores elétricos comandadospela pressão. 4 a1uste da pressão se fa6 por meio de


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p p 1 p pum parafuso.3m alguns modelos o diferencial de pressão "diferençaentre pressão de desarme e rearme# é regul0vel. 4rearme pode ser autom0tico ou manual. 4s pressostatos

com rearme manual são mais usados+uando odispositivo tem a função de proteção.C de grande import5ncia cecar o motivo de seudesarme, assegurando +ue o sistema s' se1a religado+uando estiver pronto para operar dentro dos limites depressão ade+uados. 7os casos em +ue o pressostatoatua no controle, o rearme autom0tico é a melor opção.

/$$ Classificação dos Pressostatos/$$$ Pressostatos de baixa pressão: desligam,quando a pressão de sucção se torna menor do que


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um determinado valorK/$$/$ Pressostatos de alta pressão: desligam, quandoa pressão de descarga se torna maior do que umdeterminado valorK

/$$-$ Pressostatos de alta e baixa: re#nem os doistipos anteriores num #nico aparel!oK/$$0$ Pressostatos diferenciais: destinados aocontrole da pressão do 2leo de lu-rificação dos

compressores, que desligam quando a diferença entrea pressão da -om-a e o cárter do compressor insuficiente para uma lu-rificação adequada.


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?:RE7@ DE PARTIDAO rel de partida o dispositivo eltrico que comandaa operação liga:desliga do enrolamento de partida, que


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permite que este se'a ligado para auxiliar a partida domotor e desligando/o pouco antes do motor atingir asua rotação nominal ou velocidade normal.% ação con'unta do rel de partida e do protetor

trmico assegura um controle preciso do tempo defuncionamento do enrolamento auxiliar, evitando osuperaquecimento do -o-inado e protegendo oequipamento contra danos mais srios.

No momento da partida, quando o controle de temperaturafec!a o circuito eltrico, um impulso de corrente eltrica passaatravs do enrolamento principal do motor e atravs da -o-inado rel.


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0ssa energiza o rel de partida fec!ando os contatos doenrolamento de partida. % corrente atravs do enrolamento de

partida introduz um segundo campo magntico defasado noestator e arranca o motor.

3uando a velocidade do motor aumenta, a corrente doenrolamento de andamento reduzida. % uma condição predeterminada, a corrente do enrolamento de marc!a cai a umvalor a-aixo do necessário para manter a armadura do rel de

partida.

% armadura cai e a-re os contatos do enrolamento de partida eretira/o do circuito. % seguir, o motor continua a funcionar

pelo enrolamento de marc!a, como um motor de indução.

-$$$ 1elé de corrente manéticaE o tipo mais usado nos atuais equipamentos derefrigeração, tam-m con!ecido por rel de corrente.O rel magntico apresenta uma -o-ina ligada em


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srie com o enrolamento principal ou de marc!a euma armadura com platinado de am-os os lados, aosquais por sua vez, estão montados com pesos e molas.

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